湿法磷酸萃取工段计算书

物料P2O5H2SiF6SiF4HFCaOH2O分子量142144104205618一物料流程简图二已知条件1规模（ktP2O5/a）125日产（t）416.666667年操作时（h）67502磷矿化学组成组分P2O5Fe2O3Al2O3MgOCaO含量29.08%1.09%1.66%1.36%44.87%3浓硫酸98%比例1硫酸浓度98.00%稀硫酸4反应槽操作条件温度(℃)液相P2O5浓度反应槽料浆含固量液固比8022.5%29.41%2.45反应槽F分配（以矿中F量计）气相液相固相3%84%13%6磷矿浆含水30%（湿基）则干矿70%7洗涤后滤饼含液量26%（干基）湿滤饼含液量(洗涤前)干基=8萃取水蒸发率为0.296075kg/kg(干矿）（热量平衡时必须核算此值），则9产品机损以磷酸产品计1.5%磨矿机损率以磷矿浆计0.10%三计算基准选取18518.5185kg产品即1h产量四物料衡算(以1kg干矿为基准)生成P2O5产品=1P2O5收率萃取率Rd＝95.50%洗涤率Rf＝98.50%回收率Rt＝92.66%2石膏值（按小磷铵书中式2-31）G=1.47955125kg3成品磷酸量W=1.2247503kg4硫酸用量MSA=0.785225kg5矿浆量W=1.42857143kg矿浆量＝1.42857143kg其中：P2O5量＝0.2908磷矿机损＝0.00142857kgF量＝0.0254磷矿总量＝1.00142857kgH2O量＝0.42857143698%硫酸用量＝0.80125kg其中：H2SO4量＝0.82448625过量5%H2O量＝0.0168262598%硫酸总用量＝0.8413125kg7料浆量＝5.03047425kg其中：液相P2O5量＝0.79895768固相中F＝0.003302kg液相中F＝0.0213368反应槽蒸发气体量CO2量＝0.0521kg进入反应槽气相中F可以近似视为以SiF4+2HF--H2SiF6比例形式逸出，则H2SiF6量＝0.00096253kg其中：SiF4量＝0.00069516HF量＝0.00026737蒸发水量＝0.296075kg总蒸发气体＝0.34913753kg其中：F＝0.0007629返回酸量＝3.10972785kg其中：P2O5＝0.50815768返回酸浓度=0.1634090510P2O5平衡矿浆中P2O5＝0.2908kg料浆中P2O5＝0.79895768返回酸中P2O5＝0.50815768kg11F平衡矿浆中F＝0.0254kg蒸发气体中F＝0.000762料浆中F＝0.024638萃取总平衡磷矿68728.3639磷酸料浆345736.265水29455.0131排气23995.651硫酸57822.0316返酸213726.507合计369731.916369731.9161磷酸装置总平衡进料磷矿水硫酸洗水出料成品磷酸10.4290.8413125002热力学数据干磷矿比热容0.92kj/(kg.℃)CaSO4.2H2O比热容1.17CO2比热容0.9kj/(kg.℃)(50~80℃)干空气比热容13物料温度矿浆25硫酸25返酸454大气参数气温25相对湿度85%大气压力97.965反应槽尾气湿度(以空气和水计)93%计算1矿浆带入热矿浆比热容=1.9001kj/(kg.℃)矿浆带入热=67.8607143kJ2硫酸比热容=1.4373416kj/(kg.℃)硫酸带入热=30.2313364kJ3返回酸比热容=3.37943964kj/(kg.℃)返回酸带入热=472.91119kJ4硫酸比稀释热=673.125kJ/kgH2SO4硫酸稀释热=566.308477kJ5标准反应热=2018.5kJ/kgP2O5反应热519.400496kJ35697546.36磷酸比热容=3.1076192kj/(kg.℃)(液相)磷酸料浆比热容=2.5377312kj/(kg.℃)料浆带出热=957.449359kJ7搅拌热=33.8449947kJ30000-60000kcal/tP2O58总带入热=1690.55721kJ带出热=957.449359kJ气体带出热=733.107849kJ9CO2带出热=2.8134kJ(气相)SiF4带出热=0.03128211kJ(气相)HF带出热=0.02294021kJ(气相)H2O+空气带出热=730.240227kJ(气相)1060℃时水的蒸发潜热=2358.1184kJ/kg75℃时水的蒸发潜热=2320.854125℃水的饱和蒸汽压=3.16773947kpa水蒸汽量=0.01757982kg/kg干空气（进反应槽）空气焓值=69.8499964kJ/kg干空气（进反应槽）60℃水的饱和蒸汽压=19.9183618kpa水蒸汽量=0.14504742kg/kg干空气（进反应槽）空气焓值=438.129419kJ/kg干空气（进反应槽）进反应槽干空气量=0.59485286kg空气带走的水分质量=0.07582447kg75℃水的蒸发潜热=2320.8541kJ/kg闪蒸带出水量=0.22025002kg水的蒸发率=0.29607449kg总热量平衡进出进0.040141矿浆带入热67.8607143料浆带出热957.4493590.56635135矿浆带入热0.017882硫酸带入热30.2313364尾气带出热量219.9323550.13009459硫酸带入热0.279737返回酸带入热472.91119闪蒸冷却带出热量513.1754940.30355405返回酸带入热0.334983硫酸稀释热566.308477硫酸稀释热0.307236反应热519.400496反应热0.02002搅拌热33.8449947搅拌热合计1690.557211690.55721合计料浆密度计算石膏值1.47955125kg/kg(干矿)液固比2.4料浆液相P2O5浓度22.5%料浆液相密度1270料浆值5.03047425kg/kg(干矿)以1kg干矿形成的料浆来说，固相为石膏，质量1.47955125kg，密度2320液相质量3.550923kg，密度12701kg干矿形成的料浆体积为0.00343374m3/kg(干矿)料浆密度1465.01316kg/m3液相率磷酸组成Fe2O30.45项目组成质量Al2O30.6P2O50.221000MgO1SO30.0324147.272727F0.84Fe2O300Al2O300MgO00F00磷酸量4545.45455需预先填写年操作日300后面需核算需再落实FAI（酸不溶物）CO22.54%10.06%5.21%磷酸P2O5浓度22.0%湿滤饼含液量(洗涤前)干基=65%0.269445066kg含P2O5=0.0213549kg未分解P2O5=0.013086kg水溶性P2O5=0.0082689kgkgkgkgkgkgkgkg萃取总平衡进料出料kg磷矿1磷酸料浆5.030474kg水0.428571429排气0.349138硫酸0.8413125kg返酸3.109727848kg合计5.3796117765.379612萃取P2O5平衡kg进出矿浆0.2908料浆0.798958返回酸0.508157675合计0.7989576750.798958kgkgF平衡进出矿浆0.0254蒸发气体0.000762料浆0.024638合计0.02540.0254排气石膏0.3491375260kj/(kg.℃)(80℃)SiF4比热容0.75kj/(kg.℃)(50~80℃)HF比热容kj/(kg.℃)水蒸汽比热容1.88kj/(kg.℃)0℃时水的汽化热磷酸料浆75尾气60kPa（磷矿和磷酸P91）kJ/kg总热量平衡出4663955.865料浆带出热65803927.952077750.287尾气带出热量15115590.9132502412.38闪蒸冷却带出热量35269712.125038530338921455.0535697546.32326111.111116189231116189231kg/m3kg/m3kg/m31.43kj/(kg.℃)(50~80℃)2500kJ/kg物料P2O5H2SiF6SiF4HFCaOH2O分子量142144104205618一物料流程简图二已知条件需预先填写1规模（ktP2O5/a）125日产（t）416.666667年操作时（h）6750年操作日300后面需核算2磷矿化学组成需再落实组分P2O5Fe2O3Al2O3MgOCaOFAI（酸不溶物）CO2含量29.08%1.09%1.66%1.36%44.87%2.54%10.60%5.21%3浓硫酸98%比例1硫酸浓度98.00%稀硫酸4反应槽操作条件温度(℃)液相P2O5浓度反应槽料浆含固量液固比7522.5%29.41%2.45反应槽F分配（以矿中F量计）气相液相固相3%84%13%6磷矿浆含水30%（湿基）则干矿70%7洗涤后滤饼含液量26%（干基）湿滤饼含液量(洗涤前)干基=65%8萃取水蒸发率为0.274kg/kg(干矿）（热量平衡时必须核算此值），则9产品机损以磷酸产品计1.5%磨矿机损率以磷矿浆计0.10%三计算基准选取18518.5185kg产品即1h产量产品机损282.007896kg考虑机损，产品量＝18800.526kg四物料衡算磷酸磷铵重钙技术与设计手册P2201磷矿成分核查（按式4-8-1）E＝95.343%2反应槽料浆液相磷酸密度ρa＝1270kg/m33P2O5损失未反应的P2O5损失（按式4-8-2）取L0＝2.17%共结晶P2O5损失（按式4-8-3）L1=2.33%水溶性P2O5损失（按式4-8-7）取L2＝1.50%4P2O5收率反应收率（按式4-8-8）Rd＝95.50%过滤收率（按式4-8-9）Rf＝98.50%总P2O5收率（按式4-8-10）Rt＝94.00%5硫酸比耗量（按式4-8-13）MSA=0.79297242kg(H2SO4)/kg(干矿)6石膏值（按式4-8-14）G=1.46246849kg/kg(干矿)7矿浆量干磷矿量＝68777.7167kg矿浆量＝98253.881kg其中：P2O5量＝20000.56kg磷矿3.713997磷石膏6.84382磷矿机损＝98.253881kgF量＝1746.954kg硫酸3.005201磷矿总量＝68875.9706kgH2O量＝29476.16kg8硫酸量＝55651.8698kg其中：H2SO4量＝54538.83kg其中浓硫酸量＝55651.8698kgH2O量＝1113.037kg9料浆量＝341989.829kg其中：液相P2O5量＝54316.03kg固相未反应的P2O5损失＝434.012152kg原料消耗固相共结晶P2O5损失=466.013048kg总P2O5量＝55216.0568kg固相中F＝227.104021kg10反应槽蒸发气体量CO2量＝3583.31904kg萃取总平衡过滤总平衡进入反应槽气相中F可以近似视为以SiF4+2HF--H2SiF6比例形式逸出，则进料出料进料出料SiF4+2HF量＝66.2003623kg其中：SiF4量＝47.81137kg磷矿68777.72磷酸料浆341989.8磷酸料浆341989.8返酸210578.7HF量＝18.38899kg水29476.16排气22494.61洗水78884.17石膏126737.4蒸发水量＝18845.0944kg硫酸55651.87成品磷酸83557.9总蒸发气体＝22494.6138kg其中：F＝52.40862kg返酸210578.711返回酸量＝210578.692kg其中：P2O5＝35215.5kg合计364484.4364484.4合计42087442087412过滤酸量＝83557.8952kg其中：P2O5＝18800.53